Беременность – прекрасное время в жизни каждой женщины, но счастье и ожидания ребенка часто сопровождаются неуверенностью и страхами. Для каждой беременной государством предусмотрена обширная программа дородовой помощи, но для еще большей уверенности врачи иногда рекомендуют пройти дополнительные обследования.

Существуют надежные методы определения хромосомных изменений плода. Самыми точными из этих методов остаются диагностический процедуры амниоцентеза и биопсии ворсин хориона. И хотя частота осложнений этих инвазивных процедур неуклонно снижается, они несут низкий риск выкидыша.

Неинвазивный пренатальный тест (НИПТ) может определить риск наиболее распространенных хромосомных нарушений плода, а также определенных микроделеций, и потенциально позволяет избежать диагностического метода пункции.

НИПТ как делается анализ? Различные виды НИПТ с высокой степенью надежности обнаруживает определенные хромосомные нарушения плода из образца материнской крови в медицинской лаборатории.

Когда сдавать НИПТ? Анализ может выполняться уже после 10 недель беременности. Тест также может определить пол будущего ребенка.

Риск каких генетических заболеваний может обнаружить НИПТ

  1. Трисомия. У каждого человека 23 пары хромосом – всего 46 отдельных хромосом, которые содержат генетическую информацию (ДНК), и половина из которых получена от матери, а половина – от отца. Трисомия присутствует, если определенная хромосома встречается три раза, а не два, как обычно. Трисомии случаются чаще с увеличением возраста матери, а их последствия варьируются от детских нарушений развития до сокращения продолжительности жизни ребенка.
  2. Половые хромосомы. Пол человека определяется половыми хромосомами X и Y. Хромосомные нарушения X и Y возникают, когда отсутствует одна половая хромосома или имеется ее дополнительная или неполная копия. Синдромы, вызванные неправильным распределением половых хромосом, включают синдром Клайнфельтера (XXY) и синдром Ульриха-Тернера (XO), также известный как моносомия X.
  3. Микроделеции. Потеря фрагмента хромосомы, который настолько мал, что его невозможно обнаружить с помощью обычного хромосомного анализа.

Зачем и как проводят НИПТ?

НИПТ обычно назначают в следующих случаях:

  • Возраст матери ≥ 35 (риск трисомии)
  • Высокий риск генетических нарушений развития плода по результатам скрининга: анализов ХГЧ и УЗИ
  • Однако в принципе тест доступен каждой беременной женщине, которая хочет быть уверенной, что плод развивается без патологий.

В чём разница между НИПТ и другими пренатальными исследованиями

В основе НИПТ лежит анализ свободных фрагментов ДНК (генетический материал) плодного происхождения, которые поступают в основном из плаценты и циркулируют в материнской крови. После выделения фрагментов из материнской крови современные методы анализа позволяют определить числовые отклонения от нормального числа 46 хромосом. НИПТ абсолютно безопасен для будущего ребенка!

При сравнении скрининга первого триместра с НИПТ важно отметить, что НИПТ обеспечивает более высокую степень точности и может проводиться на более ранних сроках беременности. Скрининг первого триместра, хотя и ценен, объединяет анализы крови и УЗИ для оценки риска, что может не дать столь же точных сведений, как НИПТ. Выбор между НИПТ, амниоцентезом и другими формами скрининга должен основываться на индивидуальных обстоятельствах, предпочтениях и после обсуждения с лечащим врачом.

Точность НИПТ впечатляет: показатели обнаружения трисомии 21 (синдром Дауна) превышают 99%, а ложноположительные показатели составляют менее 1%. Однако важно понимать, что, хотя НИПТ является высокоточным, это не диагностический тест. Отрицательный результат значительно снижает вероятность хромосомных аномалий до менее 1:10 000, но не исключает их полностью. Для результатов с высоким риском рекомендуется подтверждающее инвазивное тестирование.

Как проводят НИПТ?

  1. Сбор и транспортировка образцов. Как сдается НИПТ? Процесс НИПТ начинается со сбора образца материнской крови, как правило, на 10-й неделе беременности. Процедура включает в себя следующее:
    • Сбор образца крови: приблизительно 10–20 мл материнской крови отбираются в специальные пробирки, такие как пробирки Streck или EDTA. Эти пробирки предназначены для стабилизации бесклеточной ДНК (cfDNA), присутствующей в крови, и предотвращения деградации во время транспортировки.
    • Стабилизация: пробирки для сбора гарантируют, что лейкоциты не лизируются и не высвобождают материнскую ДНК, что может загрязнить анализ ДНК плода.
    • Транспортировка: образцы крови осторожно транспортируются в испытательную лабораторию в контролируемых условиях. Задержки или колебания температуры могут повлиять на целостность образца, поэтому протоколы транспортировки строго соблюдаются для обеспечения надежных результатов.
  2. Извлечение ДНК: после того, как образец попадает в лабораторию, следующим важным шагом является выделение cfDNA:
    • Центрифугирование: образец крови подвергается центрифугированию для отделения плазмы от клеточных компонентов крови. Плазма содержит циркулирующую cfDNA, полученную как из материнских, так и из фетальных источников.
    • Изоляция cfDNA: для выделения cfDNA используются специализированные методы извлечения, часто включающие системы очистки на основе магнитных шариков или колонок. Эти методы гарантируют очистку фрагментированной ДНК при минимальных потерях материала.
    • Оценка качества и количества: после извлечения cfDNA количественно определяется и оценивается на качество с использованием передовых инструментов, таких как флуорометрия или спектрофотометрия. Этот шаг гарантирует, что выделенная cfDNA достаточна и пригодна для последующих процессов.
  3. Подготовка библиотек NGS и секвенирование
    • Фрагментация и лигирование адаптера: хотя cfDNA от природы фрагментирована, подготовка библиотеки включает присоединение адаптеров к концам фрагментов cfDNA. Эти адаптеры позволяют фрагментам связываться с платформой секвенирования и позволяют проводить амплификацию.
    • Амплификация: лигированные адаптером фрагменты ДНК амплифицируются с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР). Этот шаг увеличивает количество ДНК, сохраняя ее представительство по всему геному.
    • Контроль качества: амплифицированные библиотеки ДНК проверяются на однородность и соответствующее распределение размеров. Высококачественные библиотеки необходимы для получения точных данных секвенирования.
    • Секвенирование следующего поколения (NGS): подготовленные библиотеки загружаются на платформу NGS, например, системы Illumina или Thermo Fisher. Технология NGS секвенирует миллионы фрагментов ДНК одновременно, генерируя огромные объемы данных, которые представляют состав cfDNA в материнской плазме.
  4. Биоинформатический анализ данных: Результаты секвенирования состоят из необработанных данных, которые обрабатываются и анализируются с помощью инструментов биоинформатики
    • Выравнивание прочтений: секвенированные прочтения выравниваются с эталонным геномом человека для определения их геномного происхождения. Это выравнивание помогает отличить материнскую ДНК от фетальной ДНК.
    • Количественная оценка: вычисляется относительное обилие определенных хромосомных регионов. Аномалии, такие как трисомии (например, трисомия 21), приводят к обнаруживаемым отклонениям в ожидаемой доле ДНК из затронутых хромосом.
    • Исправление ошибок: для исправления ошибок и смещений секвенирования используются алгоритмы. Такие методы, как нормализация содержания GC и исключение плохо картированных прочтений, повышают надежность анализа.
    • Статистический анализ: расширенные статистические модели оценивают вероятность хромосомных аномалий. Например, метод Z-оценки может использоваться для оценки того, показывает ли конкретная хромосома аномальное представление.
  5. Интерпретация данных: заключительный этап включает интерпретацию результатов биоинформатики для предоставления клинически применимых идей.
    • Создание отчета: обработанные данные преобразуются в комплексный отчет. Отчет обычно выделяет такие результаты, как наличие или отсутствие определенных хромосомных аномалий (например, синдром Дауна, синдром Эдвардса или синдром Патау).
    • Проверка и обеспечение качества: результаты проходят несколько раундов проверки для обеспечения точности. Лаборатории часто следуют строгим стандартам контроля качества и участвуют в программах проверки квалификации для поддержания надежности.
    • От сбора крови до получения результатов проходит обычно от 10 до 14 календарных дней.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Баранова Е.Е., Беленикин М.С., Жученко Л.А., Ижевская В.Л. Неинвазивные пренатальные тесты: европейские и американские рекомендации по применению в клинической практике. Медицинская генетика. 2017
  2. Palomaki, G. E., Deciu, C., Klola, E. M et al. DNA sequencing 01 maternal plasma reliably identifie:: trisomy 18 and trisomy 13 as well as Down syndrome: an international collaborative study. Genetics in Medicine 2011.
  3. https://genetyca-icm.com/wp-content/uploads/2017/04/Non-Invasive-Prenatal-Testing-NIPT.pdf
  4. Hixson, L., Goel, S., Schuber, P., Faltas, V., Lee, J., Narayakkadan, A., et al. (2015). An overview on prenatal screening for chromosomal aberrations. J. Lab. Autom. 20, 562–573.
  5. Чернов, Глотов, Донников, Коваленко, Белоцерковцев // Пренатальная генетическая диагностика: принципы, методы, применение и перспективы // Вестник СурГУ. Медицина, 2020.
    6. 6093 просмотра